indicadores y eficiencia de la nutrición para la toma de decisiones. · 2019-10-04 · raíces de...
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Indicadores y eficiencia de la nutrición para la toma de decisiones.
Nolver Atanacio Arias Arias. Ph. D
Contenido
1. Introducción – Variables a considerar en la nutrición del cultivo.
2. Tierras y variables físicas.
3. Eficiencia de la nutrición: Variables químicas: suelo y planta.
4. Eficiencia de la nutrición: diversidad y biología del suelo.
5. Medición de la eficiencia y condiciones que la afectan.
Contenido
1. Introducción – Variables a considerar en la nutrición del cultivo.
2. Tierras y variables físicas.
3. Eficiencia de la nutrición: Variables químicas: suelo y planta.
4. Eficiencia de la nutrición: diversidad y biología del suelo.
5. Medición de la eficiencia y condiciones que la afectan.
Suelo
• Física
• Química
• Biología
Planta
• Fisiología
• Requerimientos nutricionales.
• Interacciones bióticas y abióticas
Ecosistema
• Tierras
• Ambiente
• Vegetación acompañante
Nutrición de la palma de aceite
Eficiencia de la nutrición – Indicadores (técnico – económico – ambiental)
• Conocimientos.• Nivel de
decisión y disponibilidad y recursos.
• Eficiencia.
Gente
Contenido
1. Introducción – Variables a considerar en la nutrición del cultivo.
2. Tierras y variables físicas.
3. Eficiencia de la nutrición: Variables químicas: suelo y planta.
4. Eficiencia de la nutrición: diversidad y biología del suelo.
5. Medición de la eficiencia y condiciones que la afectan.
23.663.671 ha (21,0 %)
Zonificación de Aptitud para el cultivo comercial de Palma
de Aceite
Escala: 1:100.000
Aptitud Área (ha) %
Alta 5.208.811 4,6
Media 10.982.364 9,6
Baja 3.205.995 2,8
Muy Baja 4.266.501 3,7
No Apto Técnico 74.168.698 65,0
No Apto Legal 16.242.601 14,2
4,6%9,6%
2,8%
3,7%
65,0%
14,2%
Selección de tierras y eficiencia de la nutrición
Estudios detallados de suelos – UMAs y eficiencia de la nutrición
Diseño de Unidades de Manejo Agronómico (UMAs)1
23
Cultivar A – 2 años. Cultivar B – 5 años.
Suelos A – con limitantes por drenaje Suelos B– sin limitantes por drenaje
En plantación la eficiencia de la fertilización empieza con el diseño adecuado de UMAs – Existe un diseño adecuado de UMAs en la plantación?.
Seguimiento a los niveles freáticos – oportunidad y uso de datos
Niveles freáticos altos afectan las raíces. Existe seguimiento a los niveles freáticos en la plantación?.
Seguimiento a la resistencia a la penetración del suelo en cultivos establecidos
Existencia de restricciones para el desarrollo de raíces a partir de los 15 cm de profundidad.
Eficiencia de la nutrición: Impacto de la compactación de los suelos en el desarrollo radicular.
-50
-45
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0,0 2,0 4,0 6,0
Pro
fun
did
ad (
cm)
RP (Mpa)Suelo 1
1m 3 m 5 m-50
-45
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0,0 2,0 4,0 6,0
Pro
fun
did
ad (
cm)
RP (Mpa)Suelo 2
1m 3 m 5 m-50
-45
-40
-35
-30
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0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
Pro
fun
did
ad (
cm)
RP (Mpa)Suelo 3
1m 3 m 5 m
0,0 5,0 10,0 15,0 20,0
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Densidad de raices (g/dm3)
Pro
fun
did
ad (
cm)
a
1 m 3 m 4.5 m
0 5 10 15 20
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Densidad de raices (g/dm3)
Pro
fun
did
ad (
cm)
b
1 m 3 m 4.5 m
0,0 5,0 10,0 15,0 20,0
-12
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-48
-60
Densidad de raices (g/dm3)
Pro
fun
did
ad (
cm)
c
1 m 3 m 4.5 m
Medición de la resistencia a la penetración.
Extracción de suelo para evaluación de raíces
Reducción >50% de las raíces.
Seguimiento a la resistencia y la densidad aparente del suelo
Elaboración de cajuela para toma de densidad aparente del suelo.
Cilindro con muestra para densidad aparente y Gramera.
Valores de resistencia a la penetración (Mpa) para dos sitios en cultivos de palma Valores de densidad aparente (g/cm3) para
dos sitios en cultivos de palma
Valores de resistencia a la penetración frecuentemente mas altos en calles de tráfico y plato.
Fuente: Ariyoh, L.E.. et al (2018)
0
1
2
3
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5
6
7
Control 1,5 1,7 1,9
6,2
4,6
3,2
2,3
Raí
ces
pri
mar
ias
(g)
Densidad aparente (g/cm3)
Peso seco de raíces primarias en palmas de vivero en función de diferentes densidades aparentes del suelo
0
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Control 1,5 1,7 1,9
9,5
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Raí
ces
fin
as (
g)
Densidad aparente (g/cm3)
Peso seco de raíces finas en palmas de vivero en función de diferentes densidades aparentes del suelo
-63%
-84%
Efecto de la densidad aparente del suelo en el desarrollo del sistema radicular de la palma
Palma en vivero para muestreo destructivo
Muestreo de raíces en vivero Reducción de 49% de raíces primarias y 58% de raíces finas por encima de 1,5 g/cm3.
Condiciones físicas adecuadas: plantas de cobertura y arbustivas
Intervención y mantenimiento de condiciones físicas adecuadas.
Intervención mecánica del suelo para aumentar aireación.
Plantas asociados a la palma – mejoramiento físico, químico y biológico del suelo.
Raíces de plantas arbustivas para mantener condición física adecuada del suelo.
Contenido
1. Introducción – Variables a considerar en la nutrición del cultivo.
2. Tierras y variables físicas.
3. Eficiencia de la nutrición: Variables químicas: suelo y planta.
4. Eficiencia de la nutrición: diversidad y biología del suelo.
5. Medición de la eficiencia y condiciones que la afectan.
Guineensis OxGNivel de referencia (% M.S) 1,00 0,70Materia seca foliar 160 160Nivel Foliar K (%) 0,6 0,6Requerimiento (160 Kg) 0,64 0,16KCl (Kg/ palma) 1,28 0,32Diferencia 25
Cultivo de palma Guineensis
Diferencias de requerimientos de KCl por concepto de nivelación foliar en Guineensis y OxG
Cultivo de palma OxG
Eficiencia de la nutrición y niveles de referencia de nutrientes
Ajuste de los niveles de referencia locales…
Fuente: Sudradjat. Et al (2018)
2,87
3,49 3,51 3,61 3,56
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 640 1280 1920 2560
Are
a fo
liar
(m2
)
Dosis de KCl (Kg/palma/año)
Respuesta del área foliar hoja 17 (m2) para 4 niveles de potasio al año 2
0
500
1000
1500
2000
2500
Año 1 Año 2 Año 3
853
1610
2385
KC
l (g/
pal
ma/
año
)
Edad de siembra
Dosis optima K - KCl (g/palma/año) para tres primeros años de siembra
Construcción de potencial productivo – Nutrición óptima y rendimiento local
Cercanía a dosis optimas y producciones locales?
Palma joven en adecuadas condiciones de manejo.
Corona de racimos en palma de 2 años después de la siembra.
Fuente: Teo, C.B. et al (1998)
20
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K0 K1 K2Po
ten
cial
de
acei
te a
rac
imo
(%
)
Niveles de potasio aplicado
Respuesta del potencial de aceite a las aplicaciones de potasio sin suminsitro de nitrógeno
Sitio 1
Sitio 2
20
21
22
23
24
25
26
K0 K1 K2Po
ten
cial
de
acei
te a
rac
imo
(%
)
Niveles de potasio aplicado
Respuesta del potencial de aceite a las aplicaciones de potasio con suministro de nitrógeno
Sitio 1
Sitio 2
Fruto de palma de aceite en cultivo de 38 años después de la siembra.
Eficiencia de la nutrición: interacción de nutrientes y potencial de aceite
La combinación del rendimiento de RFF y el aceite extraído determinan la eficiencia de la nutrición.
Eficiencia de la nutrición: expectativas de producción y factores ambientales
Cuál es el déficit hídrico acumulado año, 12 meses, 24 meses, impacto en producción?.Construcción de proyecciones de producción sobre la mayor cantidad de variables…
Palmas con “enruanamiento” asociado con déficit hídrico
Secamiento de hojas bajeras en palma joven, asociado con déficit hídrico
Contenido
1. Introducción – Variables a considerar en la nutrición del cultivo.
2. Tierras y variables físicas.
3. Eficiencia de la nutrición: Variables químicas: suelo y planta.
4. Eficiencia de la nutrición: diversidad y biología del suelo.
5. Medición de la eficiencia y condiciones que la afectan.
Fuente: Situmorang, E.C.,, L.E.. et al (2015)
0
10
20
30
40
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Fosf
ato
so
lub
le (
pp
m)
Días de incubación
Solubilización de fosfatos (ppm) por bacterias en el suelo.
https://www.google.com/search?q=bacterias+solubilizadoras+de+fosfato&rlz=1C1GCEA_enCO757CO757&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjNuMXo4eLkAhUPrVkKHf1wCHwQ_AUIEigB&biw=1536&bih=706#imgrc=57ZnSZuZPE0mKM:
Eficiencia de la nutrición: efectividad de microorganismos en el suelo.
Cultivo adulto con leguminosas y diversos tipos de cobertura. Nódulos de bacterias fijadoras de nitrógeno en raíces de leguminosas.
Existen poblaciones nativas de bacterias capaces de solubilizar el fósforo y fijar nitrógeno.
Fuente: Istina, I.N.,, L.E.. et al (2014)
105
110
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120
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Control B. gladioli P. aculeatum
113 113
121
Pes
o s
eco
(g)
Tratamientos
Efecto de la inoculación con microorganismos solubilizadoras de fosfato sobre el peso seco total (g/planta) en palmas de vivero
420
440
460
480
500
520
Control B. gladioli P. aculeatum
464,41 461,95
515,93
P (
mg/
pla
nta
)
Tratamientos
Efecto de la inoculación con microorganismos solubilizadoras de fosfato sobre la absorción de P (mg/planta) en palmas de vivero
+10%
+7%
Eficiencia de la nutrición: efectividad de microorganismos en el suelo – palma de aceite.
Raíces de palma en condiciones hidropónicas en etapa de vivero
Hongos y bacterias incrementan la absorción de P por la palma de aceite
Fuente: Mohd M. N... et al (2013)
0
10
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30
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Plato Entrepalma Interlínea
1,42,6
2,2CFU
(x1
06 )
Sitios de muestreo
Biomasa bacteriana CFU(x106) para tres sitios de muestreo en cultivos de palma – Sin residuos orgánicos.
0
10
20
30
40
Plato Entrepalma Interlínea
3,71
9,77
31,95
CFU
(x1
06 )
Sitios de muestreo
Biomasa bacteriana CFU(x106) para tres sitios de muestreo en cultivos de palma – con residuos orgánicos.
Eficiencia de la nutrición: efecto de la incorporación de residuos orgánicos sobre biomasa bacteriana
Suelo con alto porcentaje de materia orgánica
Racimos vacíos (tusas) en cultivos de palma
Fuente: Carron, M. P., et al (2015)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
Calle Plato Borde Plato Palera
0,94
1,47
1,741,63
Índ
ice
Sitios de muestreo
Índice de Shannon para cuatro sitios de muestreo en cultivo de palma
Variable Calle Plato Borde Plato. Palera
pH 5,0 4,9 5,1 4,8
Ca 0,38 1,77 0,76 0,54
Mg 0,15 0,5 0,26 0,16
K 0,04 0,12 0,06 0.07
Eficiencia de la nutrición: Índice de diversidad en diferentes sitios del cultivo
Cultivo de palma de aceite
Parámetros químicos del suelo para cuatro sitios de muestreo en cultivo de palma
La diversidad biológica es variable por sitio de muestreo y se asocia especialmente con la presencia de humedad y residuos orgánicos
Plato
Palera
Borde plato
Calle
Eficiencia de la nutrición: los microorganismos necesitan condiciones favorables
Palma joven en suelos con afloramientos rocosos y con aplicación de tusasAbundancia de especies vegetales y humedad en cultivo de palma.
Presencia de hongos en residuos orgánicos presentes en cultivos de palma.
Suelos con grietas – falta de humedad.Cultivo con aplicación reciente de herbicidas.
La diversidad está en función del ambiente y las condiciones de manejo del cultivo.
Fuente: Mohd M. N... et al (2013)
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10
20
30
40
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70
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A B C D
45,2
54,1
46,2
36,7
63,1
75,581,4
70,3
Inh
ibic
ión
(%
)
Herbicidas
Inibición del crecimiento de hongos (%) para cuatro herbicidas y tres dosis.
0,5
1
2
50
55
60
65
70
75
80
85
90
A B C D
73,6 73,369,5 68,1
87,9
81 82,177,9
% d
e in
hib
ició
n
Herbicidas
Inhibición del crecimiento de bacterias (%) para cuatro herbicidas y tres dosis
0,5
1
2
Eficiencia de la nutrición: los microorganismos necesitan condiciones favorables
Plato de palma con aplicación reciente de herbicidas
Para bacterias la inhibición varía entre 68 y 88%. Para hongos entre 37 y 81%. Si bien el efecto es temporal, es necesario considerarlo,
Fuente: Ng et al (2006)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
6 12 21
1,562,41
17
Bio
mas
a (t
on
/ha)
Meses después del establecimiento
Biomasa producida por coberturas(ton/ha) en cultivo de palma.
Eficiencia de la nutrición: aporte de biomasa por las coberturas
La biomasa mas económica es aquella que se produce y recicla en la misma plantación.Cuantas toneladas de biomasa se producen por hectárea anualmente?Cuanto nitrógeno es fijado por bacterias y reciclado por las coberturas?
Cultivo joven con abundante cobertura
Cultivo adulto con abundante cobertura
Eficiencia de la nutrición: aporte de nutrientes por racimos vacíos (tusas) en función de su manejo
N (%) P (%) K(%) Mg(%) Humedad (%)
Tusa normal 0,70 0,08 2,47 0,17 63,5
Tusa prensada 0,65 0,07 1,70 0,11 53,7
Disposición de racimos vacíos (tusas) sin prensar en cultivo joven de palma de aceite
Fuente: Khalid, H., et al (2000)
0
20
40
60
80
100
120
0 2 4 6 8 10 12
%re
man
en
te
Meses
Porcentaje remanente de foliolos en función de la cercanía con el suelo
Superior
Medio
Base
Eficiencia de la nutrición: descomposición de residuos en condiciones de cultivo
Los macro y microrganismos del suelo en 6 meses han degradado mas del 80% de los foliolos
Cultivo de palma de aceite mostrando ubicación de hojas podadas
Superior
Medio
Inferior
Maquinarias para trituración de residuos en cultivos de palma
N P K Mg
Nutriente mineralizado en 6 meses (%)
43 63 76 60
Nutriente equivalente (Kg)
35,2 4,4 77,5 6,6
Equivalente en fertilizante
167 Kg de SAM 15 Kg de RP 129 Kg de KCl 24 Kg de MgSO4
Fuente: Kheong, L. V., et al (2010)
0
5
10
15
20
25
30
0-15 15-30 30-45
Hu
med
ad (
%)
Profundidad en el suelo
Comportamiento de la humedad del suelo (%) con y sin aplicación de racimos vacíos (tusas).
Tusas
Sin Tusas
a a
Comportamiento de la humedad y diversidad bajo aplicación de racimos vacíos
a
ba a
Disposición de racimos vacíos en cultivo joven
Aspecto de suelo bajo aplicación de tusas
El impacto en la humedad del suelos se registra especialmente para los primeros 15 centímetros del suelo.
0,9
1,31,2
1,1
0,91
1,3
0 1 3 6 12 18 24
Fuente: Carron, L. V..,(2014)
Contenido
1. Introducción – Variables a considerar en la nutrición del cultivo.
2. Tierras y variables físicas.
3. Eficiencia de la nutrición: Variables químicas: suelo y planta.
4. Eficiencia de la nutrición: diversidad y biología del suelo.
5. Medición de la eficiencia y condiciones que la afectan.
Eficiencia de la fertilización: indicadores de seguimiento
Eficiencia de la absorción (Eab) – Balance de nutrientes: Cuanta cantidad de nutriente aportado es tomado por el cultivo?
Eficiencia agronómica (EA): Cantidad adicional de producción que se obtiene por cada kilo de fertilizante aportado al cultivo.
Eficiencia fisiológica (EF): Cantidad adicional de producción que se obtiene por cada kilo de fertilizante adicional tomado.
Eficiencia de la nutrición: proceso de cálculo
En un experimento sobre fuentes de potasio:
- Se aplicaron 130 Kg. de K/ha.
- Se incremento la producción en 7.000 Kg. de RFF (1500 Kg. de aceite de palma).
- El cultivo tomó 100 Kg. de K (Desarrollo vegetativo y producción).
Entonces:
1. Eficiencia de la absorción: 100/130 = 77%.
2. Eficiencia fisiológica: 1500/100 = 15 Kg. de aceite/ Kg. de K tomado.
3. Eficiencia agronómica: 15 x 0,77 = 11,6 Kg. de aceite/ Kg. De K aportado.
Es necesario avanzar en el establecimiento de parcelas para el seguimiento de la nutrición.
Fuente: Kee and Chew, L. V..,(1997))
Eficiencia de la nutrición: sitio de aplicación de los fertilizantes
Persona encargada de aplicación de fertilizantes
Aplicación de fertilizante cercana a sitio óptimo Aplicación de fertilizante en sitio no optimo
Considerar la eficiencia asociada con el tipo de cobertura
Alto aporte de Nitrógeno al cultivo.
Alta eficiencia de la fertilización.
Sistema Uno. Sistema Dos.
Bajo o nulo aporte de Nitrógeno al cultivo.
Baja eficiencia de la fertilización.
Tipo de cobertura e inmovilización de nutrientes
0
50
100
150
200
250
N P K Mg
100,185,8
214,5
42,9
109
19
156
29
Kg
/ha/
año
Nutrientes
Nutrientes aplicados e inmovilizados (Kg/ha) por gramíneas en siembras jóvenes
Aplicado
Inmovilizado
Se inmoviliza: 108% del nitrógeno, 22% del fósforo, 72% del potasio y 67% del magnesio
Eficiencia de la nutrición: importancia de la cobertura del suelo
0
20
40
60
80
100
120
1 2 3 4
26,43
90,5577,21
118,35
11,652,99 7,34
16,34
Ton
/ha
Años de evaluación
Pérdida de suelo (ton/ha/año) para dos tipos de cobertura del suelo
baja cobertura
Cobertura
0
500
1000
1500
1 2 3 4
628
10881234
1463
355 268471 409m
m
Años de evaluación
Escorrentía (mm/año) para dos tipos de cobertura de suelo
baja cobertura
Cobertura
Fuente: Hasim., G., 2003Por cada 100 mm de escorrentía se pierde el 4% de N y 4,5% del K.
Medición de escorrentía y erosión en cultivos de palma.
Fuente: Gerendás, J.. et al (2017)
N (%) P (%) K (%)
MPA
Tejido foliar
2,63 0,159 1,15
Estándar 2,59 0,156 1,25
Diferencia (%) (+)1,5% (+)1,9% (-)8%
MPA
Raquis
0,37 0,058 1,61
Estándar 0,34 0,044 1,63
Diferencia (%) (+)8,8% (+)31,8% (-)1,2%
MPA
Estípite
1,08 0,071 2,4
Estándar 0,92 0,059 2,02
Diferencia (%) (+)17,4% (+)20,3% (+)28,6%
Práctica N P K
MPA
Nutriente aplicado (Kg/ha) 134,6 12,1 243
Nutriente removido (Fruto y estípite -Kg/ha) 78,7 8,7 107,2
Eficiencia de la fertilización (%) 58,50% 71,5 44,1
Estándar
Nutriente aplicado (Kg/ha) 129,2 11,7 233,3
Nutriente removido (Fruto y estípite -Kg/ha) 68,5 8,3 87,2
Eficiencia de la fertilización (%) 53,00% 71,20% 37,40%
Diferencia (%) (+)10,3% (+)0,5% (+)18%
Mejores prácticas agronómicas y eficiencia de la recuperación de nutrientes
Concentración de nutrientes para MPA (nutrición) y práctica estándar
Eficiencia de la nutrición para MPA (nutrición) y práctica estándar
Las mejores prácticas en nutrición (ej. fraccionamiento), permiten incrementar en 18% la recuperación del potasio y 10% del nitrógeno.
Aplicación manual de fertilizantes en palma joven.
Consideraciones finales
- Eficiencia con base en UMAs.
- Física – química y biología del suelo.
- Construcción y seguimiento de indicadores – mejor la aproximación que la inexistencia.
- La diversidad en el cultivo es clave para la eficiencia.
- Decisiones con soporte técnico y construcción de experiencia.
Gracias